package com.dexter.year2023.charpter3_array.level3.topic3_3颜色分类问题;

/**
 * LeetCode 75. 颜色分类
 * https://leetcode.cn/problems/sort-colors/
 * <p>
 * 给定一个包含红色、白色和蓝色、共 n 个元素的数组 nums ，原地对它们进行排序，使得相同颜色的元素相邻，并按照红色、白色、蓝色顺序排列。
 * 我们使用整数 0、 1 和 2 分别表示红色、白色和蓝色。
 * 必须在不使用库内置的 sort 函数的情况下解决这个问题。
 * <p>
 * 示例 1：
 * 输入：nums = [2,0,2,1,1,0]
 * 输出：[0,0,1,1,2,2]
 * 示例 2：
 * 输入：nums = [2,0,1]
 * 输出：[0,1,2]
 * <p>
 * 提示：
 * n == nums.length
 * 1 <= n <= 300
 * nums[i] 为 0、1 或 2
 * <p>
 * 进阶：
 * 你能想出一个仅使用常数空间的一趟扫描算法吗？
 *
 * @author Dexter
 */
public class SortColors {
    public static void main(String[] args) {
        int[] a = {2, 0, 2, 1, 1, 0};
        int testMethod = 1;
        switch (testMethod) {
            case 1:
                // 法1：两次快慢双指针，先处理0，再处理1
                sortColors1(a);
                break;
            case 2:
                // 法2：一次遍历，三指针left right index
                sortColors2(a);
                break;
            default:
                System.out.println("测试方法超出范围");
                break;
        }


        for (int i = 0; i < a.length; i++) {
            System.out.print(a[i] + " ");
        }
    }

    /**
     * 法1：最简单，两次快慢双指针
     *
     * @param nums
     */
    public static void sortColors1(int[] nums) {
        int n = nums.length;
        int left = 0;
        // 将所有的0交换到数组的最前面
        for (int right = 0; right < n; right++) {
            if (nums[right] == 0) {
                int temp = nums[left];
                nums[left] = nums[right];
                nums[right] = temp;
                left++;
            }
        }

        // 将所有的1交换到2的前面
        for (int right = left; right < n; right++) {
            if (nums[right] == 1) {
                int temp = nums[left];
                nums[left] = nums[right];
                nums[right] = temp;
                left++;
            }
        }
    }

    /**
     * 法2：一次遍历，三指针left right index
     * left左侧的都是0
     * right右侧的都是2
     * index去遍历，根据nums[index]是0还是2来和left/right交换
     * <p>
     * 注意指针移动 ① 和 ②
     * ① index 和 left 交换：
     * 交换前：index val = 0; left 随意
     * 交换后：left val = 0 往前走一位（可能还会被其他数字覆盖）; index 往前走一位，继续寻找
     * ② index 和 right 交换：
     * 交换前：index val = 0; right 随意
     * 交换后：right val = 0 往前走一位; index 不要动，还要判断right刚刚换过来的数字（0 1 2都有可能）【重点】
     *
     * @param nums
     */
    public static void sortColors2(int[] nums) {
        int left = 0, right = nums.length - 1;
        int index = 0;
        while (index <= right) {
            if (nums[index] == 0) {
                // ①
                swap(nums, index++, left++);
            } else if (nums[index] == 2) {
                // ② 【重点】index留在原地，继续判断由right换过来的数
                swap(nums, index, right--);
            } else {
                // nums[index] == 1 指针往前走即可
                index++;
            }
        }
    }

    /**
     * 处理两个元素交换
     *
     * @param nums
     * @param i
     * @param j
     */
    private static void swap(int[] nums, int i, int j) {
        int temp = nums[i];
        nums[i] = nums[j];
        nums[j] = temp;
    }
}
